一种循环肿瘤细胞检测与分选装置及其制作方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种循环肿瘤细胞检测与分选装置及其制作方法，该装置的分选层分别通过上连接层和下连接层与上检测层和下检测层连通，下检测层还与形变层和控制层相连通；含有白细胞与循环肿瘤细胞的样本液经由上连接层流入分选层，并在分选层内受上检测层和下检测层上的金属电极以及控制层气体压力的影响，当检测出循环肿瘤细胞时，使循环肿瘤细胞经过上连接层和上检测层被分选至收集循环肿瘤细胞的收集管，当检测出白细胞时，使白细胞依次经下连接层、下检测层、形变层和控制层被分选至收集白细胞的收集管。本发明专利技术能够在检测循环肿瘤细胞与白细胞的同时，通过控制流阻实现此两种细胞的非标记分选，在癌症诊断与治疗等领域具有广泛的应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种循环肿瘤细胞检测与分选装置及其制作方法
本专利技术涉及细胞分离装置，尤其涉及一种循环肿瘤细胞检测与分选装置及其制作方法。
技术介绍
癌症，亦称恶性肿瘤，是由控制细胞生长增殖机制失常而引起的疾病。恶性肿瘤生长速度快，并且会破坏人体正常的组织与器官，最终造成患者死亡。随着人们生活习惯和生存环境的改变，目前癌症的状况更加严峻，已成为影响世界公共卫生健康最主要的问题。现代医学发现，在癌症复发转移早期，肿瘤细胞会从原始肿瘤灶脱落进入外周血。外周血中的肿瘤细胞(亦称循环肿瘤细胞)常被用于预测癌症患者的生存期，也可用于指导癌症诊断和预后评估，为研制抗癌药物提供思路。因此，能够从外周血中快速高效地获得肿瘤细胞将对癌症诊治具有非常重要的意义。然而，以美国强生公司的CellSearch系统为代表的循环肿瘤细胞分选检测装置往往采用免疫磁珠标记和荧光染色的方式来捕获和检测肿瘤细胞。其中，被捕获的循环肿瘤细胞会失去生物活性，而不能用于后续的临床诊断、耐药性检测等。此外，由于磁珠及荧光染色剂的价格昂贵，此类基于免疫磁珠标记和荧光染色来捕获并检测循环肿瘤细胞的装置往往使用费用极高。因此，研发一种采用非生化标记方法的肿瘤细胞分选装置对癌症的早期诊断、预后评估和抗癌药物开发具有重要的价值。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术的一个目的是提供一种能够实现循环肿瘤细胞的非生化标记的检测与分选装置。本专利技术的另一个目的是提供上述装置的制作方法。技术方案：本专利技术的循环肿瘤细胞检测与分选装置，由上至下依次包括上检测层、上连接层、分选层、下连接层、下检测层、形变层和控制层，各层之间通过定位安装孔固定连接，其中，上检测层和下检测层上均设置有金属电极，上检测层与分选层通过上连接层进行连通，下检测层与分选层通过下连接层进行连通，下检测层还与形变层和控制层相连通；含有白细胞与循环肿瘤细胞的样本液经由上连接层流入分选层，并在分选层内受上检测层和下检测层上的金属电极以及控制层气体压力的影响，当检测出循环肿瘤细胞时，使循环肿瘤细胞经过上连接层和上检测层被分选至收集循环肿瘤细胞的收集管，当检测出白细胞时，使白细胞依次经下连接层、下检测层、形变层和控制层被分选至收集白细胞的收集管。优选的，上检测层上设置有第一样本液入口、第一循环肿瘤细胞出口和第一金属电极通道，其中，第一金属电极通道的末端与上连接层相连的一侧开孔，第一金属电极通道内插入金属电极并使用密封胶密封。优选的，上连接层设置有第二样本液入口、第二循环肿瘤细胞出口和第一金属电极通孔，其中，第二样本液入口与上检测层上的第一样本液入口相连通，第二循环肿瘤细胞出口与第一循环肿瘤细胞出口相连通，第一金属电极通孔与上检测层上的第一金属电极通道末端的开孔相连通。优选的，分选层上设置有第三样本液入口、正弦聚焦流道、直流道、第一白细胞流道、第一白细胞出口、循环肿瘤细胞流道和第三循环肿瘤细胞出口，其中，第三样本液入口与正弦聚焦流道相连通，正弦聚焦流道与直流道相连通，直流道分成两路，一路与第一白细胞流道相连通，且第一白细胞流道的末端与第一白细胞出口相连通，另一路与循环肿瘤细胞流道相连通，且循环肿瘤细胞流道末端与第三循环肿瘤细胞出口相连通；第三样本液入口通过上连接层上的第二样本液入口与上检测层上的第一样本液入口相连通，第三循环肿瘤细胞出口通过上连接层上的第二循环肿瘤细胞出口与上检测层上的第一循环肿瘤细胞出口相连通，直流道靠近正弦聚焦流道的附近开一个全部贯穿的通孔，并通过该通孔分别与上连接层上的第一金属电极通孔和下连接层上的第二金属电极通孔相连通。优选的，下连接层设置有第二金属电极通孔和第二白细胞出口，其中，第二金属电极通孔与分选层上的直流道相连通，第二白细胞出口与第一白细胞出口相连通。优选的，下检测层设置有第二金属电极通道、白细胞入口、第二白细胞流道和第三白细胞出口，其中，第二白细胞流道的两端分别与白细胞入口和第三白细胞出口相连通，白细胞入口与下连接层的第二白细胞出口相连通，第二金属电极通道的末端与下连接层的第二金属电极通孔相连通，第二金属电极通道内插入金属电极，且第二金属电极通道的末端在与下连接层相连的一侧开孔。优选的，形变层设置有第四白细胞出口，其中，形变层直接将下检测层的白细胞入口、第二白细胞流道的一侧密封，第四白细胞出口与下检测层的第三白细胞出口相连通。优选的，控制层上设置有控制气体入口、控制气体通道、第五白细胞出口和控制气体出口，其中，形变层将控制层的控制气体通道的一侧密封在一起，控制气体通道两端分别与控制气体入口和控制气体出口相连通，第五白细胞出口与形变层的第四白细胞出口相连通，控制气体通道与上方的形变层、下检测层的第二白细胞流道共同构成流阻调节结构。优选的，上检测层、分选层、下检测层、形变层、控制层为聚二甲基硅氧烷PDMS、硅胶、塑料、玻璃中的一种或几种，上连接层和下连接层为双面胶。所述循环肿瘤细胞检测与分选装置的制备方法，包括以下步骤：(S1)选取PVC塑料制备上检测层和下检测层，并选取硅胶材料制备分选层；上检测层、分选层和下检测层均为三片式结构，中间为硅胶，上下两片为PVC塑料；制作时，先选取两片PVC塑料基底和一片硅胶材料基底，然后分别用激光器刻出上检测层、所需的结构，再通过离子体键合技术完成封装，形成检测层；其次，先选取两片PVC塑料基底和一片硅胶材料基底，然后分别用激光器刻出分选层所需的结构，再通过离子体键合技术完成封装，形成分选层；然后，先选取两片PVC塑料基底和一片硅胶材料基底，然后分别用激光器刻出下检测层所需的结构，再通过离子体键合技术完成封装，形成下检测层；(S2)选取双面胶材料制备上连接层和下连接层；制作时，在选取的表面覆盖有PVC基底的双面胶材料上用激光器刻出上连接层和下连接层所需的结构，激光加工时，PVC基底面朝下；上检测层、分选层、下检测层的堆叠是通过上连接层、下连接层的双面粘附性实现的；(S3)选取硅胶制备形变层；制作时，在选取的PVC基底和硅胶基底上分别用激光器刻出形变层所需的结构；(S4)选取PVC塑料和硅胶材料制备控制层；制作时，控制层为两片结构，第一片为PVC塑料，第二片为硅胶材料，在选取的PVC基底和硅胶基底上分别用激光器刻出控制层所需的结构，再通过离子体键合技术将此两片键合在一起；(S5)装配时，先将上检测层与上连接层粘在一起，然后撕去双面胶材料上的PVC保护膜，并且与分选层粘在一起；将分选层的另一面与下连接层粘在一起，然后撕去双面胶材料上的PVC保护膜，并且与下检测层粘在一起；将下检测层与形变层通过离子体键合技术将此两片键合在一起，然后将形变层的另一面通过离子体键合技术与控制层键合在一起。原理说明：上检测层的第一样本液入口、第一循环肿瘤细胞出口分别与装有样本液的注射器相连、收循环肿瘤细胞的收集管相连，控制层的控制气体入口、控制气体出口、第五白细胞出口分别与气压调节设备的入口、气压调节设备的出口、收集白细胞的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种循环肿瘤细胞检测与分选装置，其特征在于，该装置由上至下依次包括上检测层(1)、上连接层(2)、分选层(3)、下连接层(4)、下检测层(5)、形变层(6)和控制层(7)，各层之间通过定位安装孔固定连接，其中，上检测层(1)和下检测层(5)上均设置有金属电极，上检测层(1)与分选层(3)通过上连接层(2)进行连通，下检测层(5)与分选层(3)通过下连接层(4)进行连通，下检测层(5)还与形变层(6)和控制层(7)相连通；含有白细胞与循环肿瘤细胞的样本液经由上连接层(2)流入分选层，并在分选层内受上检测层(1)和下检测层(5)上的金属电极以及控制层气体压力的影响，当检测出循环肿瘤细胞时，使循环肿瘤细胞经过上连接层(2)和上检测层(1)被分选至收集循环肿瘤细胞的收集管，当检测出白细胞时，使白细胞依次经下连接层(4)、下检测层(5)、形变层(6)和控制层(7)被分选至收集白细胞的收集管。/n

【技术特征摘要】
1.一种循环肿瘤细胞检测与分选装置，其特征在于，该装置由上至下依次包括上检测层(1)、上连接层(2)、分选层(3)、下连接层(4)、下检测层(5)、形变层(6)和控制层(7)，各层之间通过定位安装孔固定连接，其中，上检测层(1)和下检测层(5)上均设置有金属电极，上检测层(1)与分选层(3)通过上连接层(2)进行连通，下检测层(5)与分选层(3)通过下连接层(4)进行连通，下检测层(5)还与形变层(6)和控制层(7)相连通；含有白细胞与循环肿瘤细胞的样本液经由上连接层(2)流入分选层，并在分选层内受上检测层(1)和下检测层(5)上的金属电极以及控制层气体压力的影响，当检测出循环肿瘤细胞时，使循环肿瘤细胞经过上连接层(2)和上检测层(1)被分选至收集循环肿瘤细胞的收集管，当检测出白细胞时，使白细胞依次经下连接层(4)、下检测层(5)、形变层(6)和控制层(7)被分选至收集白细胞的收集管。


2.根据权利要求1所述的循环肿瘤细胞检测与分选装置，其特征在于，上检测层(1)上设置有第一样本液入口(11)、第一循环肿瘤细胞出口(12)和第一金属电极通道(13)，其中，第一金属电极通道(13)的末端与上连接层相连的一侧开孔，第一金属电极通道(13)内插入金属电极并使用密封胶密封。


3.根据权利要求1所述的循环肿瘤细胞检测与分选装置，其特征在于，上连接层(2)设置有第二样本液入口(21)、第二循环肿瘤细胞出口(22)和第一金属电极通孔(23)，其中，第二样本液入口(21)与上检测层(1)上的第一样本液入口(11)相连通，第二循环肿瘤细胞出口(22)与第一循环肿瘤细胞出口(12)相连通，第一金属电极通孔(23)与上检测层(1)上的第一金属电极通道(13)末端的开孔相连通。


4.根据权利要求1所述的循环肿瘤细胞检测与分选装置，其特征在于，分选层(3)上设置有第三样本液入口(31)、正弦聚焦流道(32)、直流道(33)、第一白细胞流道(34)、第一白细胞出口(35)、循环肿瘤细胞流道(36)和第三循环肿瘤细胞出口(37)，其中，第三样本液入口(31)与正弦聚焦流道(32)相连通，正弦聚焦流道(32)与直流道(33)相连通，直流道(33)分成两路，一路与第一白细胞流道(34)相连通，且第一白细胞流道(34)的末端与第一白细胞出口(35)相连通，另一路与循环肿瘤细胞流道(36)相连通，且循环肿瘤细胞流道(36)末端与第三循环肿瘤细胞出口(37)相连通；第三样本液入口(31)通过上连接层(2)上的第二样本液入口(21)与上检测层(1)上的第一样本液入口(11)相连通，第三循环肿瘤细胞出口(37)通过上连接层(2)上的第二循环肿瘤细胞出口(22)与上检测层(1)上的第一循环肿瘤细胞出口(12)相连通，直流道(33)靠近正弦聚焦流道(32)的附近开一个全部贯穿的通孔，并通过该通孔分别与上连接层(2)上的第一金属电极通孔(23)和下连接层(4)上的第二金属电极通孔(41)相连通。


5.根据权利要求1所述的循环肿瘤细胞检测与分选装置，其特征在于，下连接层(4)设置有第二金属电极通孔(41)和第二白细胞出口(42)，其中，第二金属电极通孔(41)与分选层(3)上的直流道(33)相连通，第二白细胞出口(42)与第一白细胞出口(35)相连通。


6.根据权利要求1所述的循环肿瘤细胞检测与分选装置，其特征在于，下检测层(5)设置有第二金属电极通道(51)、白细胞入口(52)、第二白细胞流道(53)和第三白细胞出口(54)，其中，第二白细胞流道(53)的两端分别与白细胞入口(52)和第三白细胞出口(54)相连通，白细...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪中华，项楠，朱树，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32